差分放大電路知識(shí)總結(jié)

1、差分放大電路知識(shí)總結(jié)什么是差分放大電路差分放大電路利用電路參數(shù)的對(duì)稱性和負(fù)反饋?zhàn)饔?，有效地穩(wěn)定 靜態(tài)工作點(diǎn)，以放大差模信號(hào)抑制共模信號(hào)為顯著特征，廣泛應(yīng)用于 直接耦合電路和測(cè)量電路的輸入級(jí)。但是差分放大電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分 析繁瑣，特別是其對(duì)差模輸入和共模輸入信號(hào)有不同的分析方法，難 以理解，因而一直是模擬電子技術(shù)中的難點(diǎn)。差分放大電路：按輸入輸出方式分：有雙端輸入雙端輸出、雙端 輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出和單端輸入單端輸出四種類型。按 共模負(fù)反饋的形式分：有典型電路和射極帶恒流源的電路兩種。（a）射極偏置差放（b）電流源偏置差放差放有兩個(gè)輸入端子和兩個(gè)輸出端子，因此信號(hào)的輸入和輸出均 有雙端

2、和單端兩種方式。雙端輸入時(shí)，信號(hào)同時(shí)加到兩輸入端；單端 輸入時(shí)，信號(hào)加到一個(gè)輸入端與地之間，另一個(gè)輸入端接地。雙端輸 出時(shí)，信號(hào)取于兩輸出端之間；單端輸出時(shí)，信號(hào)取于一個(gè)輸出端到 地之間。因此，差分放大電路有雙端輸入雙端輸出、單端輸入雙端輸 出、雙端輸入單端輸出、單端輸入單端輸出四種應(yīng)用方式。上面兩個(gè) 電路均為雙端輸入雙端輸出方式。（a）電阻Re是T1和T2兩管的公共射極電阻，或稱射極耦合電 阻，它實(shí)際上就是在工作點(diǎn)穩(wěn)定電路中植入的射極電阻，只是此處將 兩個(gè)電阻的射極電阻合并成一個(gè)Re，所以經(jīng)它的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工 作點(diǎn)，對(duì)零漂做進(jìn)一步的抑制。電阻Re常用等效內(nèi)阻極大的恒流源 I0來(lái)代替，以便更

3、有效地提高抑制零漂的作用。負(fù)電源-圖片用來(lái)補(bǔ) 償射極電阻Re兩端的直流壓降，以避免采用電壓過(guò)高的單一正電源+ 圖片，并可擴(kuò)大輸出電壓范圍，使兩基極的靜態(tài)電位為零，基極電阻 Rb通常為外接元件，也可不用，其作用是限制基極靜態(tài)電流并提高 輸入電阻。差分放大器工作狀態(tài)上圖a電路，是輸入信號(hào)IN1=IN2的狀態(tài)。（1）因輸入端的“虛斷”特性，同相輸入端為高阻態(tài)，其輸入 電壓值僅僅取決于R1、R2分壓值，為2V。同相輸入端的2V電壓可 以看作成為輸入端比較基準(zhǔn)電壓；（2）因兩輸入端的“虛短”特性，可進(jìn)而推知其反相輸入端， 即R3、R4串聯(lián)分壓電路，其b點(diǎn)=a點(diǎn)=2V。這是反饋電壓。放大器 的控制目的是使

4、反饋電壓等于基準(zhǔn)電壓；（3）由R1=R3, R2=R4條件可知，放大器輸出端只有處于“虛地” 狀態(tài)，即輸出端為0V，才能滿足b點(diǎn)二a點(diǎn)=2V，這可以由此導(dǎo)出差分 放大器的一個(gè)工作特征。上圖b中的（1）電路，是IN1IN2的狀態(tài)。（1）此時(shí)因同相輸入端電壓高于反相輸入端，輸出端電壓往正方向變化，其R3、R4偏置電路中的電流方向如圖所示；（2）由R3、R4的阻值比例可知，R3兩端電壓降為（2.8V1.5V） /10k，則R4兩端電壓降為1.3VX4=5.2V，輸出端電壓為2.8V+5.2V = 8V。（4）此時(shí)的輸入電壓差為IN1-IN=2V，輸出電壓為8V。顯然， 該差分放大器的差分電壓放大倍數(shù)

5、二R4/R3是4倍壓差分放大器。由 此可以推知差分放大器的差分輸入放大倍數(shù)為（1N1-IN2）X R4/R3=-OUT上圖b中的（2）電路，是IN1IN2的狀態(tài)。此時(shí)因反同相輸入端電壓高于同相輸入端，輸出端電壓往負(fù)方向 變化，其R3、R4偏置電路中的電流方向如圖所示。同樣，依R3、R4 的阻值比例可推知，在此輸入條件下，輸出端電壓為-8V，電路依然 將輸入差分信號(hào)放大了4倍。從電路的工作（故障）狀態(tài)判斷來(lái)說(shuō)，直接測(cè)量R3、R4串聯(lián)電 路的分壓狀態(tài)，只要R3、R4串聯(lián)分壓是成立的，則電路就大致上（起 碼運(yùn)放芯片）就是好的；電路的電壓放大倍數(shù)也由此得出；只要測(cè)量 輸入電壓差（R1、R3左端電壓差）

6、，再測(cè)量輸出端電壓進(jìn)行比較，則 外圍偏置電路的好壞。差分放大電路的接法大全1、雙端輸入單端輸出電路電路如右圖所示，為雙端輸入、單端輸出差分放大電路。由于電 路參數(shù)不對(duì)稱，影響了靜態(tài)工作點(diǎn)和動(dòng)態(tài)參數(shù)。直流分析：畫出其直流通路如右下圖所示，圖中和是利用戴維寧定理進(jìn)行變換得出的等效電源和電阻，其表達(dá)式分別為：雙端輸入、單端輸出差分放大電路雖然由于輸入回路參數(shù)對(duì) 稱，使靜態(tài)電流I心=玲方從而 CQ廣上但是，宙于輸出回路 的不對(duì)稱性，使T】管和Tn管的集 由極電位各不相同，即喝聲 UCQ2?UCSQlUCEQ2b 可得=礦CC T交流分析：在差模信號(hào)作用時(shí)，負(fù)載電阻僅取得T1管集電極電位的變化量， 所以

7、與雙端輸出電路相比，其差模放大倍數(shù)的數(shù)值減小。如右下圖所示為差模信號(hào)的等效電路。在差模信號(hào)作用時(shí)，由于 T1管與T2管中電流大小相等方向相反，所以發(fā)射極相當(dāng)于接地。輸出電壓R, - K是戲端輸出電路輸出電陽(yáng)的雙端輸入、單端餉出差分放大電路對(duì)差模信號(hào)的等效電路輸入電壓差模放大倍數(shù)4 Lua 2+F*電捋的輸入電陽(yáng)& = 2(Rf +2 電路的輸出電阻一半。如果輸入差模信號(hào)極性不變，而輸出信號(hào)取自T2管的集 電極，則輸出與輸入同相。當(dāng)輸入共模信號(hào)時(shí)，由于兩邊電路的輸入 信號(hào)大小相等極性相同。與輸出電壓相關(guān)的T1管一邊電路對(duì)共模信號(hào)的等效電路如下圖所示.發(fā)射極電阻上的電流變化量皿，發(fā)射極電位的變化

8、岫:對(duì)于每只管于而言，可認(rèn)為是 磯 流過(guò)阻值為 衛(wèi)噸的射極電阻缶)游射根電阻版進(jìn)行等效交換(共模信號(hào)作用下的等效電路共模信號(hào)的等效電路輸入電壓輸出電壓虹=*風(fēng)心=-伽以艮甘虬)共模放大倍數(shù)為M瓜r或乾。3%為 + r加十 2(1 + )R(共模抑制比 散&f)結(jié)論：Re愈大，Ac的值愈小，Kcmr愈大，電路的性能愈好。2、單端輸入、雙端輸出電路如下圖（a）所示為單端輸入、雙端輸出電路。電路對(duì)于差模信 號(hào)是通過(guò)發(fā)射極相連的方式將T，管的發(fā)射極電流傳遞到T，管的發(fā) 射極的，故稱這種電路為射極耦合電路。如圖（b）所示將輸入信號(hào)進(jìn)行等效變換，可看出，兩輸入端分 別輸入了差模信號(hào)和共模信號(hào)。3）輸入差模信號(hào)（b）輸入差模信號(hào)的等致哽換單晞?shì)斎?、雙端輸出電路可見(jiàn)，單端輸入電路與雙端輸入電路的區(qū)別在于：差模信號(hào)輸入 的同時(shí)，伴隨著共模信號(hào)輸入。輸出電壓若電路參數(shù)對(duì)稱，則A.=0K棚為無(wú)窮大.靜態(tài)